RESUME TEKNIK PEMBORAN I

“CASING”

NAMA : JELITA ANINDYA

NIM :12.01.107

KELAS : TP Reg B 2012

Setelah suatu pemboran minyak dan gas bumi mencapai kedalaman

tertentu, maka kedalaman sumur tersebut perlu dipasang casing yang kemudian

dilanjutkan dengan proses penyemanan. Casing merupakan suatu pipa baja yang

berfungsi antara lain : Mencegah gugurnya dinding sumur, menutup zona

bertekanan abnormal, zona lost dan sebagainya. Tujuan utama dari perencanaan

casing adalah mendapatkan rangkaian casing yang cukup kuat untuk melindungi

sumur baik selama pemboran maupun produksi dengan biaya yang murah. Selama

bertahun-tahun pemboran putar konvensional (pahat pada ujung rangkaian pipa

pemboran) telah mendominasi dunia pemboran minyak dan gas di seluruh dunia,

terutama semenjak rotary rock bit muncul pada tahun 1909. Dengan metode

pemboran ini dapat terjadi beberapa kali cabut-masuk rangkaian pemboran pada

suatu sumur.

Pemboran dengan casing merubah dasar tersebut. Pemboran ini menawarkan

kinerja yang sama dengan pemboran menggunakan pipa bor konvensional.

Pekerjaan memasukkan casing dan membor formasi yang dilakukan bersamaan

dapat menghilangkan sejumlah langkah dalam pemboran konvensional dan

menyediakan beberapa keuntungan tambahan.

Konsep Dasar Casing Drilling

Sistem casing drilling adalah sistem atau metode pemboran dengan menggunakan

casing sebagai rangkaian pipa pemboran. Dalam hal ini fungsi dari rangkaian pipa

pemboran sebagai media untuk melewatkan energi mekanik dan hidrolik kepada

pahat bor digantikan oleh casing sehingga dalam pengoperasiannya sistem ini

memerlukan peralatan khusus atau beberapa bentuk modifikasi dari peralatan

konvensional yang sudah ada.

Pada dasarnya, suatu rangkaian casing drilling terbagi menjadi dua rangkaian

utama yaitu :

1. Rangkaian Bottom Hole Assembely (BHA)

Rangkaian BHA casing drilling terdiri dari :

Pilot Bit.

Underreamer.

Motor untuk Dirrectional Control (jika diperlukan).

Rangkaian peralatan LWD dan MWD (jika diperlukan).

2. Rangkaian Pipa Casing

Rangkaian pipa casing pada casing drilling telah didesain khusus untuk

menahan beban putaran dan tekanan, yang telah dilengkapi pula dengan

parameter khusus seperti :

Casing Lock Collar

Casing Torque Collar

Centralizer Khusus

3. Sistem pengunci pada bagian akhir rangkain Pada aplikasinya rangkaian

BHA diturunkan dan dipasang pada bagian akhir casing dengan sutu sistem

pengunci khusus, kemudian kedua rangkaian tersebut diturunkan secara

bersamaan ke dalam lubang bor dan melakukan pekerjaan pemboran

sampai menembus formasi yang dituju. Sedangkan untuk mengoperasikan

sistem BHA serta untuk mencabut rangkaian BHA apabila kedalaman yang

sudah tercapai atau diperlukan untuk mengganti bit atau motor digunakan

powerfull wireline unit.

Beberapa fungsi dari casing adalah sebagai berikut :

1. Mencegah Gugurnya Dinding Sumur

Pada lapisan batuan yang tidak terkonsolidasi dengan baik, maka pada saat

pemboran menembus lapisan tersebut dapat menyebabkan terjadinya

pembesaran pada lubang bor. Pembesaran pada lubang bor ini adalah

akibat runtuhnya dinding sumur, lebih jauh apabila lapisan lunak ini

berselang-seling dengan lapisan keras maka akan memberikan efek

pembelokan terhadap drill string.

2. Mencegah Terkontaminasinya Air Tanah Oleh Lumpur Pemboran

Dalam suatu pemboran, untuk mengimbangi tekanan formasi digunakan

lumpur pemboran yang memiliki densitas tertentu. Lumpur pemboran ini

akan memberikan/mengimbangi tekanan hidrostatik dari formasi. Pada

dinding sumur akan terbentuk mud cake sedangkan filtrat lumpur akan

masuk menembus formasi. MAsuknya filtrat lumpur ke dalam formasi

dapat menyebabkan adanya air. Untuk mencegah terjadinya pencemaran

air formasi maka dipasanglah casing.

3. Menutup Zona Bertekanan Abnormal dan Zona Loss

Zona bertekanan abnormal adalah zona yang dapat menyebabkan

terjadinya well kick yaitu masuknya fluida formasi ke dalam lubang bor.

Terlebih apabila fluida ini berupa gas dan tidak segera ditanggulangi maka

akan terjadi semburan liar (blow out)yang sangat membahayakan.

Sedangkan zona loss adalah zona dimana lumpur pemboran menghilang

masuk ke formasi.

4. Membuat Diameter Sumur Tetap

Sebagaimana disebutkan diatas bahwa pada dinding sumur akan terbentuk

mud cake. tetapi ketebalan mud cake ini merupakan fungsi dari waktu dan

permeabilitas dari batuan yang ditembus.Bila permeabilitasnya besar maka

mud cake semakin tebal. Dengan dipasangnya casing maka diameter

sumur akan tetap, hal ini terutama akan bermanfaat apabila kita

membutuhkan data volume annulus secara tepat.

5. Mencegah Hubungan Langsung Antar Formasi

Sebagai contoh apabila suatu sumur dapat menghasilkan minyak dan gas

dari lapisan yang berbeda dan dikehendaki untuk diproduksi bersama-

sama maka untuk memisahkan dua lapisan produktif tersebut dipasang

casing dan packer.

6. Tempat Kedudukan BOP dan Peralatan Produksi

BOP (Blow Out Preventer) merupakan peralatan untuk menahan tekanan

sumur yang berada dalam kondisi kick. BOP ini diletakkan pada surface

casing. Peralatan produksi yang dipasang pada casing misalnya X-mas

Tree dll.

Klasifikasi Casing

Penamaan casing adalah berdasarkan fungsi casing tersebut. Rangkaian casing

yang sama spesifikasinya dapat diberi nama berlainan.

Nama-nama casing adalah sebagai berikut:

  Conductor casing, 

  Surface casing

 Intermediate casing, 

  Production casing.

1.         Conductor Casing

Conductor casing adalah casing yang pertama kali dipasang pada konstruksi

sumur. Casing ini dipasang pada kedalaman yang masih cukup dangkal, biasanya

sampai kedalaman ± 200 ft.

Casing yang digunakan sebagai conductor casing ini umumnya mempunyai

diameter yang cukup besar yaitu sekitar 20´´ sampai dengan 30´´, dan biasanya

digunakan untuk kondisi lunak atau mudah gugur.

Adapun fungsi dari conductor casing antara lain :

Khusus di offshore adalah untuk melindungi drillstring dari air laut,

dipasang dari platform hingga dasar laut,

Pada onshore fungsinya yaitu Menutup formasi permukaan yang mudah

runtuh, seperti ra-rawa, gambut dan sebagainnya, 

Mencegah kontaminasi air tawar oleh lumpur pemboran, 

Melengkapi sistem pengaliran lumpur untuk trayek pemboran selajutnya.

2.         Surface Casing

Surface casing adalah casing yang dipasang setelah conductor casing. Kedalaman

surface casing ditentukan berdasarkan dari unconsolided sand (pasir lepas) serta

kedalaman lapisan air tawar yang dilindungi. Untuk daerah-daerah yang

mempunyai lapisan batuan lunak atau pada sumur-sumur eksplorasi dimana

diperkirakan timbul gas bertekanan. Casing ini disemen hingga kepermukaan.

Adapun fungsi dari surface casing antara lain :

Menghindari gugurnya lubang pengaliran lumpur 

Melindungi lapisan air tawar dari pencemaran lumpur pemboran 

Menghindari lapisan bertekanan yang akan dijumpai selama pemboran 

Melengkapi sistem pengaliran lumpur 

Sebagai tempat kedudukan BOP dan well head 

Menyangga seluruh berat rangkaian casing berikutnya yang telah

dimasukkan kedalam sumur.

Makin dalam formasi yang ditembus umunya tekanan formasinya makin besar,

dan juga sering dijumpai formasi bertekanan abnormal, dapat menimbulkan kick.

Untuk mencegah agar tidak blow out, maka sumur harus dilengkapi dengan blow

out preventer (BOP) yang dipasang pada ujung atas surface casing.

Gambar surface casing setelah dipasang BOP dapat dilihat pada gambar berikut.

Gambar 1.

Surface Casing Sebagai Tempat duduk BOP

             3.         Intermediate Casing

Apabila waktu pemboran ditemukan formasi-formasi yang menimbulkan masalah,

maka diperlukan suatu casing untuk menutup formasi tersebut. Casing yang

berfungsi untuk menutup yang menimbulkan masalah dalam operasi pemboran

sering disebut dengan intermediate casing.

Pada prinsipnya intermediate casing untuk menutup zone-zone yang menimbulkan

kesulitan dalam operasi pemboran antara lain :

Menutup formasi garam, gypsum dan formasi shale yang mudah runtuh

Menutup zone-zone bertekanan tinggi (abnormal), lost circulation dan

zone yang mengandung fluida yang sangat korosif 

Menghindari pipa terjepit pada saat pemboran formasi dengan interval

yang terlalu panjang. Gambar intermediate casing menutup formasi yang

menimbulkan kick dapat dilihat pada gambar berikut.

Gambar 2.

Intermediate Casing Untuk Menutupi Formasi Abnormal

4.         Production Casing

Setelah ditemukan formasi yang akan diproduksikan, dan sumur sudah dimaksud

untuk diproduksi ke permukaan, maka dipasang casing. Casing ini

menghubungkan formasi produktif ke permukaan, nama casing ini adalah

production casing.

Production casing dipasang sampai diatas lapisan produktif dan ada yang dipasang

sampai menembus lapisan produktif, fungsi dari production casing adalah sebagai

berikut :

Menyekat antara lapisan produktif yang satu dengan lapisan produktif

yang lainnya agar tidak saling berhubungan.

Melindungi alat-alat produksi yang terdapat dibawah permukaan seperti

pompa dan sebagainya.

5.         Liner

            Liner pada pokoknya mempunyai fungsi yang sama dengan production

casing, tetapi tidak dipasang hingga permukaan. Liner merupakan selubung yang

digantungkan kepada casing yang sudah terpasang. Tujuannya adalah untuk

menghemat pemakaian casing. Biasanya dipasang untuk sumur-sumur dalam

Apabila pada akhir pemboran diperoleh ukuran lubang yang sangat kecil

sementara itu sumur tidak terlalu dalam maka diperlukan ukuran casing dengan

toleransi yang sangat kecil. Untuk persoalan semacam ini dapat dipergunakan

liner. Alasan yang lain adalah kekuatan menara. Casing yang terlalu panjang

mungkin menara tidak dapat mengangkatnya. Hal ini karena kmampuan menara

lebih kecil dari berat rangkaian casing kalau dipasang dari dasar lubang sampai

kepermukaan. Berikut akan tampak liner pada gambar berikut.

Gambar 3.

Liner

Spesifikasi Casing

Jadi, casing atau pipa selubung adalah pipa yang mempunyai spesifikasi

yang khusus untuk digunakan pada sumur minyak dan gas bumi.

Adapun spesifikasi casing tersebut meliputi:

Diameter

Berat nominal

Jenis sambungan

Grade

Length range

1.      Diameter

Casing mempunyai tiga macam diameter, yaitu:

-    Diameter Luar (OD)

-    Diameter Dalam (ID)

-    Drift Diameter

Outside diameter (OD) ukuran dinding casing bagian luar. Parameter lain

yang sangat erat hubungannya dengan diameter luar adalah diameter dalam (ID)

serta tebal dari casing. Hubungan antara diameter luar, diameter dalam dan tebal

casing dinyatakan sebagai berikut:

OD = ID + 2t

Dimana:

OD  = Diameter luar

ID    = Diameter dalam

T      = tebal

Hubungan antara diameter dalam, diameter luar dan tebal casing dinyatakan

sebagai berituk:

ID   = OD – 2t

Dan untuk mencari dritf diameternya dengan menggunakan persamaan berikut:

Drift diameter   = ID – 1/8

Gambar tertang diameter luar, diameter dalam dan tebal casing dilihat pada

gambar berikut:

Gambar 1

(Diameter luar, Diameter dalam dan Tebal Casing)

Untuk menentukan diameter luar casing dilakukan pengukuran pada

bodynya. Selain dari itu dinyatakan juga diameter coupling dan drift diameter.

Drift diameter merupakan diameter maximal suatu benda yang dapat masuk

kedalam casing.

Drift diameter adalah diameter maksimal suatu benda yang dapat

dimasukkan ke dalam casing. Drift diameter lebih kecil dari diameter dalam

casing. Sedangkan diameter coupling berhubungan dengan diameter lubang sumur

yang akan dipasang casing dan clearance antara dinding sumur dengan caoupling.

Dh = Dc + 2a

Dimana:

Dh        = diameter hole (lubang)

Dc        = diameter coupling

a           = luas clearance

Gambar tentang hubungan diameter lubang, diameter casing dan clearance dapat

dilihat pada gambar berikut:

Gambar 2

(Diameter lubang, Diameter casing dan Clearance)

2.      Berat Nominal

Berat nominal casing merupakan berat rata-rata badan dan coupling persatu

satuan panjang. Satuan yang sering digunakan adalah lbs per foot (lbs/ft) dan kilo

gram per meter (kg/m). Adapun kegunaan dari berat nominal ini adalah untuk

menghitung berat rangkaian casing.

Secara matematis berat casing bisa dihitung dengan rumus:

W         = BN x L

Dimana:

W         = berat casing (lbs)

BN        = berat nominal (lbs/ft)

L           = panjang casing (ft)

Lubang sumur yang akan di pasang casing tentu mempunyai lumpur

didalamnya, dimana lumpur tersebut akan memberikan gaya apung (Bouyancy)

kepada casing yang menyebabkan berat casing didalam lumpur menjadi

berkurang, sehingga berat casing dalam lumpur dapat dihitung dengan rumus :

Wm     = W (1-0,015xBjm)

Dimana:

W                                 = berat casing di udara (lbs)

Wm                              = berat casing dalam lumpur (lbs)

Bjm                              = berat jenis lumpur (ppg)

(1-0,015xBjm)             = Bouyancy faktor

3.      Tipe Sambungan

Satu batang casing dengan yang lain dalam rangkaian casing disambung

dengan menggunakan system ulir. Ada beberapa jenis sambungan, antara lain; 

-          Round thread and coupling 

-          Buttress thread coupling 

-          Extreme line casing

·         Round Thread and Coupling

Round thread and coupling mempunyai bentuk ulir seperti V dan mempunyai

8 – 10 butir per inchi. Tipe sambungan ini ada 2 macam, yaitu Long Thread and

Coupling dan Short Thread and Coupling. Long Thread and

Coupling mempunyai tension strength 3% lebih kuat dari Short Thread and

Coupling.

·         Buttres Thread and Coupling

Sambungan ini mempunyai bentuk ulir seperti trapezium dan mempunyai

lima ulir per inchi. Buttres Thread and Coupling digunakan untuk tension load

yang besar atau untuk rangkaian casing yang panjang.

·         Exterme Line Casing

Sambungan ini mempunyai thread yang menyatu dengan body casing. Bentuk

thread atau ulirnya berbentuk trapezium atau square dan mempunyai lima ulir tiap

inchi. Extreme Line Casing ini mempunyai ketahanan yang besar terhadap

kebocoran. Diameter yang mempunyai lima ulir tiap inchi adalah untuk ukuran

8 5/8 inch sampai 10 3/4 inch. Sedangkan untuk diameter yang kecil (7”)

mempunyai enam ulir per inchi. Gambaran untuk ketiga jenis dan tipe sambungan

casing tersebut dapat dilihat pada gambar berikut:

Gambar 3

Jenis Sambungan Casing

4.      Grade

Grade casing menyatakan mutu bahan pembuat casing tersebut berdasarkan

minimum Yield Strengthnya. Grade sangat erat hubungannya dengan kekuatan

casing tersebut khususnya dalam besarnya tension yang dapat dikenakan pada

casing tersebut. Makin tinggi grade casing maka makin kuat casing terhadap

beban tension. Angka dibelakang casing menyatakan besar minimum yield

strength casing dalam ribuan psi. minimum yield strength didefinisikan sebagai

besarnya beban tension minimum agar terjadi penguluran sebesar 0.5% panjang

pipa, kecuali pada grade P-110 sebesar 0.6 % panjang pipa.

Pada umumnya makin rendah grade casing makin tahan casing terhadap

kerapuhan Hydrogen Sulfida (H2S). Hal ini perlu dipertimbangkan terutama

untuk merencanakan casing untuk sumur-sumur gas. Dalam merencanakan casing

yang akan dipasang pada sumur- sumur gas sebaiknya dipakai grade H-40, J-55

atau K-55 apabila gas H2S diperkirakan dapat menimbulkan kerapuhan pada

casing tersebut.

Adapun grade casing berdasarkan standart API (American Petroleum Institute)

adalah seperti pada table berikut

Tabel

Grade dan Yield Strength Casing

No GradeMinimum Yield

Strength, Psi

Yieltd Strength  Rata-

Rata, Psi

1 F - 25 25000 -

2 H - 40 40000 50000

3 J - 55 55000 65000

4 N - 80 80000 85000

5 P - 110 110000 123000

5.      Length Range

Length range adalah merupakan interval panjang dari suatu casing. Length

range casing dibagi menjadi tiga (3) yaitu dapat dilihat pada table berikut

Table

(Range dan Interval Casing)

No Range Interval Panjang, ft

1 I 16  s/d  25

2 II 26  s/d  34

3 III >  34

Gaya-gaya dan Tekanan yang Menyerang Casing

1. Tension Load (gaya tarikan)

Tenson load yang diderita oleh casing adalah berat casing yang

menggantung didalam lubang sumur. Makin panjang casing, maka tension

load yang diterima casing teratas yang makin besar. Bagian casing yang

paling menderita adalah pada joint, karena sebagian dari tebal cesing untuk

ulir pada joint casing yang paling tipis.

a) External Pressure

External pressure merupakan tekanan yang menyerang casing dari luar dan

dapat menyebabkan pipa menjadi penyok.

b) Internal Pressure

Internal pressure merupakan tekanan yang membebani casing dari dalam

cesing itu sendiri.

c) Biaxial Stress

Biaxial stress merupakan kekuatan cesing untuk mengantisipasi gaya-gaya

dan tekanan-tekanan yang membebaninya.

DAFTAR PUSTAKA

http://migasnet08-rendi8072.blogspot.com/2010/01/dasar-teori-casing.html

http://lubaucity.blogspot.com/2013/05/spesifikasi-casing.html

http://lubaucity.blogspot.com/2013/05/nama-dan-fungsi-casing.html

http://dennynatalian.blogspot.com/2011/03/casing-sumur-bor.html

http://www.jsdrilling.com.qa/Services/Downloads/casing_data.PDF